顎関節のメカニカルストレスに咬合が及ぼす影響の検討

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672020
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 服部 佳功 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (40238035)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高津 匡樹 東北大学, 歯学部・付属病院, 助手 ; 佐藤 智昭 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (50312591)
• Keywords: 顎関節負荷 / 咬合力 / 咀嚼筋収縮力 / 三次元有限要素モデル / 咬合

Research Abstract

本年は下顎三次元有限要素モデルの改変を行った。従来のモデルは歯列咬合面の咬合接触点と顎関節下顎窩の皮質骨表面の節点を完全拘束し、それらに生じる反力をそれぞれ咬合力ならびに顎関節負荷としていたが、改変したモデルでは咬合力を入力し、顎関節負荷と筋力を出力させる仕様にした。この方法により、筋力と顎関節負荷を推定することが可能になったが、咬合力の入力条件によっては解の収束性が悪く、入力条件毎に筋付着相当部の拘束方法を変更したり、拘束節点を追加する必要があることが新たな問題として浮上した。また本来、生体は咀嚼筋の筋収縮力を力源として咬合力を発揮しているため、咬合力を入力条件とするモデルが生体を正しく反映するかは生体から実測できる値の検証に関わっており、その検討が必要であった。そこで、入力する咬合力を測定する際に、表面筋電図を用いて咀嚼筋活動を同時記録することで、発揮された各歯の咬合力と咀嚼筋の筋力を推定することとした。その結果、改変したモデルから出力した筋力は、その大きさが実測推定筋力の結果とほぼ一致するようになったが、力の作用方向にのみ問題が生じることとなった。この原因は筋付着相当部の拘束節点の問題とともに、生体においては多様な方向に発揮されている咬合力が本モデルでは節点数の制限と咬合面のメッシュ形状の問題から歯軸方向に一致させているためであることが判明し、その解決を図るべく節点数を増やしたモデルの再構築を行った。